JP2001249357A - Liquid crystal light valve and projection type display using the same - Google Patents

Liquid crystal light valve and projection type display using the same

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JP2001249357A
JP2001249357A JP2000376555A JP2000376555A JP2001249357A JP 2001249357 A JP2001249357 A JP 2001249357A JP 2000376555 A JP2000376555 A JP 2000376555A JP 2000376555 A JP2000376555 A JP 2000376555A JP 2001249357 A JP2001249357 A JP 2001249357A
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Japan
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metal layer
liquid crystal
substrate
semiconductor substrate
slit
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JP2000376555A
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Japanese (ja)
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Hideo Sato
秀夫 佐藤
Minoru Hoshino
稔 星野
Yuji Mori
祐二 森
Shinichi Komura
真一 小村
Keiji Nagae
慶治 長江
Tetsuya Nagata
徹也 永田
Akira Arimoto
昭 有本
Akio Hayasaka
昭夫 早坂
Ichiro Katsuyama
一郎 勝山
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Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal light valve, which uses a semiconductor substrate and which has superior resistance against light and which enables fast writing of video signals, and to provide a projection type display, in which the image of high definition and high quality can be displayed. SOLUTION: Three layers of metal layers divided by slits are formed on a semiconductor substrate, having a switching element region and the layers, are arranged with the slits in each layer shifted in the direction parallel to the semiconductor substrate to shield the semiconductor substrate from light. Two layers of metal layers divided by slits are formed on the semiconductor substrate, and a semiconductor region for the reference potential is formed in the place, where the incident light through the slit reaches the semiconductor substrate. A substrate feed line for supplying the substrate potential in the substrate potential region, and the holding capacitance region in the switching element region is formed in one of the above metal layers. The substrate feed line and the video signal line are arranged parallel to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電圧の振幅値で光の強
さを制御する液晶ディスプレイに係り、特に投射型ディ
スプレイに好適な液晶ライトバルブ及びそれを用いた投
射型ディスプレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display for controlling the intensity of light with the amplitude of a voltage, and more particularly to a liquid crystal light valve suitable for a projection type display and a projection type display using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング素子と液晶を積層して光を
制御するアクティブ・マトリクス方式による液晶ディス
プレイにおいて、スイッチング素子として単結晶シリコ
ン基板に形成したMOS(Metal Oxide Semiconductor)
トランジスタを用いた液晶ディスプレイは、USP3,862,3
60及び、電子通信学会技術報告(1980)のIE80
−81に記載されている。
2. Description of the Related Art In an active matrix type liquid crystal display in which light is controlled by laminating a switching element and a liquid crystal, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) formed on a single crystal silicon substrate as a switching element.
Liquid crystal displays using transistors are USP 3,862,3
60 and IE80 of IEICE Technical Report (1980)
-81.

【0003】MOSトランジスタに光が照射されると、
MOSトランジスタのソースとドレインを形成するPN
接合部に光電流が発生する。この光電流は表示部の液晶
画素に書き込まれた映像信号を変化させ、表示すべき所
定の画像を表示することができなくなってしまう。従っ
て、単結晶シリコン基板に形成したMOSトランジスタ
を用いた液晶ディスプレイでは、表示画面に影響がない
よう光電流を低減する必要がある。上記従来のディスプ
レイは、いずれもスイッチング素子で制御した画像を直
接みる方式であり、通常、室内で使用される。このた
め、ディスプレイパネル表面の照度が数万ルクスの光の
影響を防止するだけで十分であった。
When light is irradiated on a MOS transistor,
PN forming source and drain of MOS transistor
A photocurrent is generated at the junction. This photocurrent changes a video signal written to a liquid crystal pixel of the display unit, and a predetermined image to be displayed cannot be displayed. Therefore, in a liquid crystal display using MOS transistors formed on a single crystal silicon substrate, it is necessary to reduce the photocurrent so as not to affect the display screen. Each of the above-mentioned conventional displays is a method of directly viewing an image controlled by a switching element, and is usually used indoors. For this reason, it was sufficient to prevent the illuminance on the display panel surface from being affected by light of tens of thousands lux.

【0004】この光電流を低減するため、上記電子通信
学会技術報告では、MOSトランジスタのソース領域を
光の入射領域からできるだけ遠ざける配置にする、MO
Sトランジスタを形成するシリコン基板面を配線層2層
で覆う、ストッパ拡散層を設け、発生したキャリアを再
結合させるなどの方法が取られていた。
In order to reduce this photocurrent, the technical report of the Institute of Electronics and Communication Engineers states that the source region of a MOS transistor is arranged as far as possible from the light incident region.
A method has been adopted in which a silicon substrate surface on which an S transistor is formed is covered with two wiring layers, a stopper diffusion layer is provided, and generated carriers are recombined.

【0005】また、上記ディスプレイの表示サイズは、
シリコンウェハーの制約などから約2インチと小さいた
め、このようなディスプレイの画素数は、この表示サイ
ズと認識できる解像度の点から4万程度であった。
[0005] The display size of the display is:
Since the size is as small as about 2 inches due to the limitation of the silicon wafer, the number of pixels of such a display is about 40,000 from the viewpoint of the display size and the recognizable resolution.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、単結
晶シリコン基板に形成したMOSトランジスタを用いた
液晶ディスプレイは、直視型に限られていた。
As described above, a liquid crystal display using a MOS transistor formed on a single crystal silicon substrate has been limited to a direct view type.

【0007】一方、投射型ディスプレイでは、スイッチ
ング素子と液晶を積層したパネルを液晶ライトバルブと
称し、このライトバルブで制御した画像をスクリーンに
拡大投影する。このため、ライトバルブに照射する光
は、スクリーンに拡大する分だけ強くなり、その明るさ
は数百万ルクスにもなる。さらに、ライトバルブで制御
する画素は拡大され画像が粗くなるため、ライトバルブ
の画素数は30万以上が要求される。
On the other hand, in a projection display, a panel in which switching elements and liquid crystal are laminated is called a liquid crystal light valve, and an image controlled by the light valve is enlarged and projected on a screen. For this reason, the light irradiated to the light valve becomes stronger as the screen is enlarged, and the brightness reaches several million lux. Further, since the pixels controlled by the light valve are enlarged and the image becomes coarse, the number of pixels of the light valve is required to be 300,000 or more.

【0008】このように、投射型ディスプレイでは、シ
リコンなどの半導体基板に形成したトランジスタを用い
る液晶ライトバルブを用いた場合、液晶ライトバルブの
耐光性を高めることと、画素数の増加によって各画素に
より高速で映像信号を書き込むことが要求される。
As described above, in the projection type display, when a liquid crystal light valve using a transistor formed on a semiconductor substrate such as silicon is used, the light resistance of the liquid crystal light valve is increased, and the number of pixels is increased to increase the number of pixels. Writing a video signal at high speed is required.

【0009】本発明はこのような現状を鑑みてなされた
ものであり、その目的は、シリコンなどの半導体基板を
用い、強力な照射光の影響を受けず耐光性に優れた液晶
ライトバルブを提供すること、高速で映像信号を書き込
むことが可能な液晶ライトバルブを提供すること、さら
にこのような液晶ライトバルブを用いて高精細で明る
い、高品質の画像を表示する投射型ディスプレイを提供
することにある。
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal light valve which uses a semiconductor substrate such as silicon and is excellent in light resistance without being affected by strong irradiation light. To provide a liquid crystal light valve capable of writing a video signal at a high speed, and to provide a projection type display that displays a high-definition, bright, high-quality image using such a liquid crystal light valve. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では液晶ライトバルブを以下のように構成し
た。
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal light valve as follows.

【0011】一方の表面にマトリクス状に形成された複
数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、半
導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成され、第
1のスリットで複数個に分割された第1の金属層と、第
1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2のスリッ
トで複数個に分割された第2の金属層と、第2の金属層
上に絶縁層を介して形成され、第3のスリットで複数個
に分割された第3の金属層と、一方の表面に対向電極を
有し、対向電極側が前記第3の金属層に間隙を有して対
向する対向基板と、対向電極と第3の金属層との間の間
隙に充填された液晶とからなり、対向基板側から入射し
た光が半導体基板に達するのを防止するよう、第1のス
リット,第2のスリット及び第3のスリットを半導体基
板の一方の表面と平行な方向に互いにずらして配置し
た。
A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface; and a semiconductor substrate formed on one surface of the semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween and divided into a plurality of first slits. A first metal layer, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of pieces by a second slit, and an insulating layer on the second metal layer. A third metal layer formed through a layer and divided into a plurality of parts by a third slit, a counter electrode on one surface, and a counter electrode side having a gap in the third metal layer. A first slit formed of an opposing substrate and liquid crystal filled in a gap between the opposing electrode and the third metal layer so as to prevent light incident from the opposing substrate from reaching the semiconductor substrate; , The second slit and the third slit are connected to one surface of the semiconductor substrate. They were staggered from each other in the row direction.

【0012】また、一方の表面にマトリクス状に形成さ
れた複数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板
と、半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、一方の
表面に対向電極を有し、対向電極側が第2の金属層に間
隙を有して対向する対向基板と、対向電極と第2の金属
層との間の間隙に充填された液晶とからなり、対向基板
側から第1のスリット及び第2のスリットを通して入射
した光が半導体基板に達する場所に基準電位に接続した
半導体領域を設けた。
A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface; an insulating layer formed on one surface of the semiconductor substrate via an insulating layer; A first metal layer divided into a plurality of first metal layers, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer, and divided into a plurality of pieces by a second slit, and a counter electrode on one surface. And a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the second metal layer, and a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the second metal layer. A semiconductor region connected to a reference potential was provided at a position where light incident through the first slit and the second slit reached the semiconductor substrate.

【0013】また、半導体基板の一方の表面にスイッチ
ング素子領域の各々に対応して容量素子領域を設け、ス
イッチング素子領域の基板電位領域および容量素子領域
に基板電位を供給する基板給電線を金属層のいずれかで
形成した。
Further, a capacitor element region is provided on one surface of the semiconductor substrate corresponding to each of the switching element regions, and a substrate power supply line for supplying a substrate potential to the substrate potential region of the switching element region and a metal layer is provided. Formed.

【0014】さらに、スイッチング素子領域の映像信号
入力端子部に映像信号を供給する映像信号線を金属層の
いずれかで形成し、基板給電線と映像信号線を互いに平
行に配置した。
Further, a video signal line for supplying a video signal to the video signal input terminal portion in the switching element region is formed of one of the metal layers, and the substrate power supply line and the video signal line are arranged in parallel with each other.

【0015】[0015]

【作用】金属層は照射される光を反射するので、半導体
基板の一方の表面に入射する光を弱め、スイッチング素
子領域に流れる光電流を大幅に低減できる。
Since the metal layer reflects the irradiated light, the light incident on one surface of the semiconductor substrate is weakened, and the photocurrent flowing in the switching element region can be greatly reduced.

【0016】基準電位に接続した半導体領域に光が照射
されて発生した光電流は、基準電位側の配線部に流れて
消費され、スイッチング素子領域には影響を及ぼさな
い。
The photocurrent generated by irradiating the semiconductor region connected to the reference potential with light flows through the wiring portion on the reference potential side and is consumed, and does not affect the switching element region.

【0017】基板給電線と映像信号線を金属層で形成
し、両配線を互いに平行に配置することにより、これら
の配線のインピーダンスが低減され、各画素への映像信
号の書き込みを高速にできる。
By forming the substrate power supply line and the video signal line in a metal layer and arranging both wirings in parallel with each other, the impedance of these wirings is reduced, and the writing of the video signal to each pixel can be performed at high speed.

【0018】液晶ライトバルブのスイッチング素子が照
射光の影響を受けず、映像信号書き込み速度の高速化に
より画素数を増やすことができるので、高精細で明る
い、高品質の画像を表示する投射型ディスプレイを提供
することができる。
Since the switching elements of the liquid crystal light valve are not affected by irradiation light and the number of pixels can be increased by increasing the video signal writing speed, a projection type display for displaying a high-definition, bright and high-quality image is provided. Can be provided.

【0019】[0019]

【実施例】図1は投射型ディスプレイに用いる液晶ライ
トバルブの回路構成を示したものである。このライトバ
ルブは、画素回路1,サンプル回路2,水平走査回路
3,垂直走査回路4,ANDゲート5によって構成され
る。画素回路1は、複数の第1の信号線(走査信号線)
11,これと交差する複数の第2の信号線(映像信号
線)12,第2の信号線の隣に設けた第3の信号線(基
板給電線)13及び第1の信号線と第2,第3の信号線
の交差部に設けたMOSトランジスタ1a,保持容量1
b及び液晶容量1cからなっている。1組のMOSトラ
ンジスタ1a,保持容量1b,液晶容量1cは1つの画
素を形成し、全体として水平方向にM個,垂直方向にN
個,画素をマトリクス状に配列している。この画素配列
数のM×Nは1例として640×480である。このM
OSトランジスタ1aのゲート電極には第1の信号線1
1を介して走査信号Vg1〜VgNが、ドレイン電極に
は第2の信号線12を介して輝度信号Vd1〜VdM
が、またソース電極には保持容量1bの一方の電極及び
液晶容量1cの一方の電極(反射電極)が接続される。
さらに、保持容量1bの他方の電極は第3の信号線13
を介して基板電圧を給電する電圧VSSに接続されてい
る。液晶容量1cは、画素回路1を形成した基板とこれ
と対向して設けられる対向基板との間に液晶を充填して
形成される液晶素子の等価容量である。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a liquid crystal light valve used in a projection type display. This light valve includes a pixel circuit 1, a sample circuit 2, a horizontal scanning circuit 3, a vertical scanning circuit 4, and an AND gate 5. The pixel circuit 1 includes a plurality of first signal lines (scanning signal lines)
11, a plurality of second signal lines (video signal lines) 12 intersecting with this, a third signal line (substrate feed line) 13 provided next to the second signal line, and a first signal line and a second signal line , A MOS transistor 1a provided at the intersection of the third signal line and a storage capacitor 1
b and the liquid crystal capacitor 1c. One set of the MOS transistor 1a, the storage capacitor 1b, and the liquid crystal capacitor 1c forms one pixel, and is M in the horizontal direction and N in the vertical direction as a whole.
And pixels are arranged in a matrix. The number M × N of the pixel arrangement is 640 × 480 as an example. This M
The first signal line 1 is connected to the gate electrode of the OS transistor 1a.
1 and scanning signals Vg1 to VgN via the first signal line 1 and luminance signals Vd1 to VdM via the second signal line 12 to the drain electrode.
One electrode of the storage capacitor 1b and one electrode (reflection electrode) of the liquid crystal capacitor 1c are connected to the source electrode.
Further, the other electrode of the storage capacitor 1b is connected to the third signal line 13
Is connected to the voltage VSS for supplying the substrate voltage via the. The liquid crystal capacitance 1c is an equivalent capacitance of a liquid crystal element formed by filling liquid crystal between a substrate on which the pixel circuit 1 is formed and an opposing substrate provided opposite thereto.

【0020】水平走査回路3は、クロック信号CLKと
スタート信号STAを入力してM相の多相信号PH1〜
PHMを出力する。サンプル回路2はMOSスイッチで
構成し、MOSスイッチのゲート電極は出力信号PH1
からPHMと、MOSスイッチのドレイン電極は極性の
異なる映像信号VI1又はVI2と接続して、MOSス
イッチのソース電極に輝度信号Vd1からVdMを出力
する。
The horizontal scanning circuit 3 receives a clock signal CLK and a start signal STA and receives M-phase multiphase signals PH1 to PH1.
Output PHM. The sample circuit 2 is constituted by a MOS switch, and the gate electrode of the MOS switch is connected to the output signal PH1
To the PHM and the drain electrode of the MOS switch are connected to the video signal VI1 or VI2 having different polarities, and output the luminance signals Vd1 to VdM to the source electrode of the MOS switch.

【0021】垂直走査回路4は、クロック信号CKVと
スタート信号FSTを入力してN相の多相信号PV1〜
PVNを出力している。ANDゲート5は、多相信号P
V1〜PVNと制御信号CNTを入力し、走査信号Vg
1〜VgNを出力する。
The vertical scanning circuit 4 receives a clock signal CKV and a start signal FST, and receives N-phase multiphase signals PV1 to PV1.
It outputs PVN. The AND gate 5 outputs the multi-phase signal P
V1 to PVN and the control signal CNT are input, and the scanning signal Vg
1 to VgN are output.

【0022】水平走査回路3とサンプル回路2は遮光層
6で、また垂直走査回路4とANDゲート5は遮光層7
でそれぞれ覆われ、遮光層6,7を前記対向電極の電圧
COMに接続している。
The horizontal scanning circuit 3 and the sample circuit 2 are formed of a light shielding layer 6, and the vertical scanning circuit 4 and the AND gate 5 are formed of a light shielding layer 7.
And the light-shielding layers 6 and 7 are applied with the voltage of the counter electrode.
Connected to COM.

【0023】以上のように構成した液晶ライトバルブの
動作を、図2に示すタイミングチャートを用いて説明す
る。垂直走査回路4のスタート信号FSTは表示する映
像のフレーム先頭を示しており、クロック信号CKVは
走査線の切り替えタイミングを示している。垂直走査回
路7は、前記クロック信号CKVの立ち上がりのタイミ
ングでスタート信号FSTを取り込み、多相信号PV1
〜PVNを出力する。
The operation of the liquid crystal light valve configured as described above will be described with reference to a timing chart shown in FIG. The start signal FST of the vertical scanning circuit 4 indicates the head of the frame of the video to be displayed, and the clock signal CKV indicates the switching timing of the scanning line. The vertical scanning circuit 7 captures the start signal FST at the timing of the rise of the clock signal CKV, and outputs the multi-phase signal PV1.
~ PVN is output.

【0024】ANDゲート5は、多相信号PV1〜PV
Nと制御信号CNTを入力して、画素回路の走査信号V
g1〜VgNを出力する。ここで、1ライン毎に走査す
る順次走査の時はCNTを“H”にすることで、走査信
号Vg1〜VgNを多相信号PV1〜PVN等として、
マトリクス状に配置した画素回路1を垂直方向に順次選
択している。
The AND gate 5 outputs the multi-phase signals PV1 to PV
N and the control signal CNT are inputted, and the scanning signal V of the pixel circuit is inputted.
g1 to VgN are output. Here, at the time of the sequential scanning in which the scanning is performed for each line, by setting CNT to “H”, the scanning signals Vg1 to VgN are changed to the multi-phase signals PV1 to PVN and the like.
Pixel circuits 1 arranged in a matrix are sequentially selected in the vertical direction.

【0025】一方、2ライン毎に走査する2ライン同時
走査の場合は、クロック信号CKVに2個連続パルスの
ダブルクロックを使用する。制御信号CNTはこのダブ
ルクロック期間だけ“L”にして多相信号を遮断するよ
うにしている。これは多相信号がダブルクロック期間に
一瞬だけ組み合わせが異なり、このとき保持容量に書き
込まれた電圧が変動するので制御信号CNTでこの変動
を防止している。
On the other hand, in the case of two-line simultaneous scanning for scanning every two lines, a double clock of two consecutive pulses is used for the clock signal CKV. The control signal CNT is set to "L" only during this double clock period to cut off the multi-phase signal. This is because the combination of the multi-phase signals differs only momentarily during the double clock period, and at this time, the voltage written to the storage capacitor fluctuates, so that the fluctuation is prevented by the control signal CNT.

【0026】映像信号VI1,VI2は、対向電極の電
圧COMを基準に変化する信号であり、その極性は互い
に逆相でさらに、フレーム毎に反転している。
The video signals VI1 and VI2 are signals that change on the basis of the voltage COM of the common electrode, and have polarities opposite to each other and inverted for each frame.

【0027】水平走査回路3のスタート信号STAは走
査線の先頭を示している。水平走査回路3は、垂直走査
回路4と同様にクロック信号CLKの立ち上がりのタイ
ミングでスタート信号STAを取り込み、多相信号PH
1〜PHMを出力する。
The start signal STA of the horizontal scanning circuit 3 indicates the head of the scanning line. Like the vertical scanning circuit 4, the horizontal scanning circuit 3 captures the start signal STA at the rising timing of the clock signal CLK, and outputs the multi-phase signal PH.
1 to PHM are output.

【0028】サンプル回路2は、映像信号VI1,VI
2を相信号PH1〜PHMのタイミングで順にサンプリ
ングし、輝度信号Vd1〜VdMを出力する。
The sample circuit 2 outputs the video signals VI1, VI
2 are sequentially sampled at the timing of the phase signals PH1 to PHM, and the luminance signals Vd1 to VdM are output.

【0029】輝度信号Vd1〜VdMは、マトリクス状
に配置された画素回路1に列毎に入力される。このと
き、走査信号Vg1〜VgNで選択された画素回路1の
MOSトランジスタだけがオン状態なので選択された行
の画素回路の保持容量1bに輝度信号Vd1〜VdMが
書き込まれ、ホールドされる。保持容量1bにホールド
した電圧は液晶に印加されるので、液晶ライトバルブは
映像信号VI1,VI2に応じた映像を表示できる。
The luminance signals Vd1 to VdM are input to the pixel circuits 1 arranged in a matrix for each column. At this time, since only the MOS transistors of the pixel circuits 1 selected by the scanning signals Vg1 to VgN are on, the luminance signals Vd1 to VdM are written and held in the storage capacitors 1b of the pixel circuits in the selected row. Since the voltage held in the storage capacitor 1b is applied to the liquid crystal, the liquid crystal light valve can display an image according to the image signals VI1 and VI2.

【0030】ここで、保持容量1bの充電電流は、映像
信号VI1からサンプル回路のMOSスイッチ,第2の信
号線12,画素回路のMOSトランジスタ1a,保持容
量1b,第3の信号線13を通って基板給電端子VSS
に流れる。この時の充電時間を速くするには、上記充電
経路に於ける直列抵抗,インダクタンス,配線の寄生容
量を小さくすることが効果的である。
Here, the charging current of the storage capacitor 1b is supplied from the video signal VI1 through the MOS switch of the sample circuit, the second signal line 12, the MOS transistor 1a of the pixel circuit, the storage capacitor 1b, and the third signal line 13. Board power supply terminal VSS
Flows to To shorten the charging time at this time, it is effective to reduce the series resistance, inductance, and parasitic capacitance of the wiring in the charging path.

【0031】保持容量1bへの充電速度について詳細に
説明する。保持容量1bにホールドした電圧は、走査信
号と輝度信号によるクロストークノイズ、MOSトラン
ジスタのオフ電流、液晶の抵抗によるリーク電流などに
よって変化する。このため、ホールド時間が長くなると
表示した画像にフリッカが生じる。通常、このフリッカ
を防止するため、スタート信号FSTの周期は1/60
秒に設定される。このとき、サンプル回路2のサンプリ
ング時間Tsは、水平方向の画素数をM,垂直方向の画
素数をNとすると概略次式で示される。
The charging speed of the storage capacitor 1b will be described in detail. The voltage held in the storage capacitor 1b changes due to crosstalk noise caused by the scanning signal and the luminance signal, off-state current of the MOS transistor, leak current due to the resistance of the liquid crystal, and the like. For this reason, when the hold time becomes long, flicker occurs in the displayed image. Usually, in order to prevent this flicker, the cycle of the start signal FST is 1/60
Set to seconds. At this time, the sampling time Ts of the sample circuit 2 is approximately represented by the following equation, where M is the number of pixels in the horizontal direction and N is the number of pixels in the vertical direction.

【0032】[0032]

【数1】 Ts=1/(M×N×60) …(数1) この式から、サンプリング時間は、従来の画素数の4万
画素では約400nsであるのに対し、投射型ディスプ
レイに要求される30万画素では約50nsと短くなる
ことが分かる。
Ts = 1 / (M × N × 60) (Equation 1) From this equation, the sampling time is about 400 ns for the conventional 40,000 pixels, whereas the sampling time is required for the projection display. It can be seen that 300,000 pixels are reduced to about 50 ns.

【0033】MOSトランジスタを用いた従来の液晶デ
ィスプレイでは、第3の信号線13を特別には設けてお
らず、シリコン基板または拡散層を電流経路として用い
る構造になっていた。しかし、この部分のシート抵抗は
拡散抵抗でも数百Ωとなり、投射型ディスプレイ用液晶
ライトバルブの画素回路のピッチを約60μmとする
と、基板給電線の抵抗は数100kΩ以上となる。この
ため、従来の基板給電線では高速の書き込みが不可能で
あった。一方、本発明では後述するように、この基板給
電線(第3の信号線)に金属配線層を用いて、基板給電線
の抵抗を数100Ωに低減している。
In a conventional liquid crystal display using MOS transistors, the third signal line 13 is not specially provided, but has a structure in which a silicon substrate or a diffusion layer is used as a current path. However, the sheet resistance of this portion becomes several hundred Ω even in the case of diffusion resistance, and when the pitch of the pixel circuits of the liquid crystal light valve for a projection type display is set to about 60 μm, the resistance of the substrate power supply line becomes several hundred kΩ or more. For this reason, high-speed writing was impossible with the conventional substrate power supply line. On the other hand, in the present invention, the resistance of the substrate power supply line is reduced to several hundred ohms by using a metal wiring layer for the substrate power supply line (third signal line), as described later.

【0034】つぎに、液晶ライトバルブを構成する走査
回路と、その動作について説明する。図3は、液晶ライ
トバルブの水平,垂直走査回路の構成を示すものであ
る。この回路は、Dタイプのフリップ・フロップFF,
インバータINV,レベル変換回路LSから構成されて
いる。これらの回路は、水平走査回路がM段,垂直走査
回路がN段あり、FFを直列に接続することでシフトレ
ジスタを構成している。
Next, a scanning circuit constituting the liquid crystal light valve and its operation will be described. FIG. 3 shows the configuration of the horizontal and vertical scanning circuits of the liquid crystal light valve. This circuit is a D-type flip-flop FF,
It is composed of an inverter INV and a level conversion circuit LS. These circuits have M stages of horizontal scanning circuits and N stages of vertical scanning circuits, and constitute a shift register by connecting FFs in series.

【0035】レベル変換回路LSは、ソースをVDDに
接続した2個のPMOSトランジスタ(MP1,MP
2)とソースをVSSに接続した2個のNMOSトラン
ジスタ(MN1,MN2)で構成し、フリップ・フロッ
プFFの出力はMP1のゲートに接続するとともに、イ
ンバータINVで逆相にしてMP2のゲートに接続して
いる。MN1とMN2のゲートは互いに接続するととも
に、MN1とMP1のドレインにも接続する。さらに、
MN2とMP2のドレインを互いに接続し、この点を走
査回路の出力PH(PV)としている。この構成によっ
て、FFの出力が“H”(VDD)のとき、MP1とM
N2がオフ,MP2がオンとなり、出力PH(PV)は
VDDとなる。一方、FFの出力が“L”(GND)の
とき、MP1とMN2はオン,MP2はオフとなり、出
力PH(PV)はVSSとなる。この様にしてレベル変
換回路LSは0−VDDの信号をVSS−VDDの信号
に変換している。
The level conversion circuit LS includes two PMOS transistors (MP1, MP1) whose sources are connected to VDD.
2) and two NMOS transistors (MN1 and MN2) whose sources are connected to VSS. The output of the flip-flop FF is connected to the gate of MP1 and connected to the gate of MP2 in the opposite phase by the inverter INV. are doing. The gates of MN1 and MN2 are connected to each other and to the drains of MN1 and MP1. further,
The drains of MN2 and MP2 are connected to each other, and this point is used as the output PH (PV) of the scanning circuit. With this configuration, when the output of the FF is “H” (VDD), MP1 and M
N2 is turned off, MP2 is turned on, and the output PH (PV) becomes VDD. On the other hand, when the output of the FF is "L" (GND), MP1 and MN2 are on, MP2 is off, and the output PH (PV) is VSS. Thus, the level conversion circuit LS converts the 0-VDD signal to the VSS-VDD signal.

【0036】ここで、レベル変換回路LSはVDD(+
5V)−VSS(−15V)の電源で動作する高耐圧CM
OSトランジスタで構成され、FFとINVはVDD
(+5V)−0の電源で動作する低耐圧CMOSトラン
ジスタで構成されている。
Here, the level conversion circuit LS is connected to VDD (+
5V)-High voltage CM operating with -VSS (-15V) power supply
OS transistor, FF and INV are VDD
It is composed of low-breakdown-voltage CMOS transistors that operate with a (+ 5V) -0 power supply.

【0037】次に、本発明の液晶ライトバルブのデバイ
ス構造を詳細に説明する。
Next, the device structure of the liquid crystal light valve of the present invention will be described in detail.

【0038】図4は本発明の第1の実施例の断面図であ
る。液晶ライトバルブは単結晶シリコン板の一方の表面
に、エンハンスメント形のNMOSトランジスタで構成
されたMOSトランジスタ1a,MOS容量で構成され
た保持容量1b及び反射電極などから構成される画素回
路1を形成した第1の基板100と、ガラスなどの透明
な材料からなる対向基板301の一方の表面にITO
(Indium−tin−oxide)などの透明導電材料からなる対
向電極302を形成した第2の基板300との間に液晶
200を充填したものである。図1に示すサンプル回路
2,水平走査回路3,垂直走査回路4及びANDゲート
5も画素回路1と同じく第1の基板表面に形成される。
FIG. 4 is a sectional view of the first embodiment of the present invention. The liquid crystal light valve has, on one surface of a single crystal silicon plate, a pixel circuit 1 composed of a MOS transistor 1a composed of an enhancement type NMOS transistor, a storage capacitor 1b composed of a MOS capacitor, and a reflective electrode. The first substrate 100 and an opposing substrate 301 made of a transparent material such as glass are provided on one surface with ITO.
The liquid crystal 200 is filled between the second substrate 300 and the counter electrode 302 formed of a transparent conductive material such as (Indium-tin-oxide). The sample circuit 2, the horizontal scanning circuit 3, the vertical scanning circuit 4, and the AND gate 5 shown in FIG. 1 are also formed on the surface of the first substrate, like the pixel circuit 1.

【0039】第1の基板100は、一方の表面側にMO
Sトランジスタ1aを構成するソース領域,ドレイン領
域及び保持容量1bの一方の電極となる領域を形成した
単結晶シリコン板111と、単結晶シリコン板111上
に選択的に形成されたポリシリコン層120と、ポリシ
リコン層120上に形成された第1の絶縁層130と、
第1の絶縁層130上に形成され第1の絶縁層130を
貫通して単結晶シリコン板111表面及びポリシリコン
層120にコンタクトする第1の金属層140と、第1
の金属層上に形成された第2の絶縁層150と、第2の
絶縁層上に形成された第2の金属層160から構成され
ている。第1の金属層140及び第2の金属層160は
例えばアルミニウムによって形成されている。
The first substrate 100 has an MO surface on one surface side.
A single-crystal silicon plate 111 in which a source region, a drain region constituting the S transistor 1a and a region to be one electrode of the storage capacitor 1b are formed, and a polysilicon layer 120 selectively formed on the single-crystal silicon plate 111; A first insulating layer 130 formed on the polysilicon layer 120;
A first metal layer 140 formed on the first insulating layer 130 and penetrating through the first insulating layer 130 to contact the surface of the single crystal silicon plate 111 and the polysilicon layer 120;
A second insulating layer 150 formed on the second metal layer, and a second metal layer 160 formed on the second insulating layer. The first metal layer 140 and the second metal layer 160 are formed of, for example, aluminum.

【0040】単結晶シリコン板111は、一対の表面を
有し、一方の表面に隣接するn型半導体層111と、他
方の表面とn型半導体層111とに隣接するp型半導体
層112と、他方の表面からp型半導体層112内に延
びるように形成された複数対のn+ 領域113と、n+
領域113から離れた箇所において他方の表面からp型
半導体層112内に延びるように形成された複数個のn
領域114とから構成されている。複数対のn+ 領域1
13はそれぞれMOSトランジスタ1aのソース領域・
ドレイン領域となるもので、図5に示すように各単位画
素となる箇所(一点鎖線で示す)に一対ずつ設けられて
いる。また、複数個のn領域114は保持容量1bの一
方の電極となるもので、各単位画素となる箇所に一個ず
つ設けられている。
The single crystal silicon plate 111 has a pair of surfaces, an n-type semiconductor layer 111 adjacent to one surface, a p-type semiconductor layer 112 adjacent to the other surface and the n-type semiconductor layer 111, an n + region 113 of the plurality of pairs which are formed to extend in the p-type semiconductor layer 112 from the other surface, n +
A plurality of n formed so as to extend into p-type semiconductor layer 112 from the other surface at a position distant from region 113
And an area 114. Multiple pairs of n + region 1
13 is a source region of the MOS transistor 1a,
As a drain region, as shown in FIG. 5, a pair is provided for each unit pixel (indicated by a dashed line). Further, the plurality of n regions 114 serve as one electrode of the storage capacitor 1b, and are provided one by one in each unit pixel.

【0041】ポリシリコン層120は単結晶シリコン板
111の一方の表面上に酸化シリコン層115を介して
選択的に形成されている。具体的には、一対のn+ 領域
113間に露出するp型半導体層112上、n領域114
及びその近傍のp型半導体層112上に形成され、MO
Sトランジスタ1aのゲート電極や第1の信号線(走査
信号線)の一部を構成する部分123と、保持容量1b
の他方の電極となる部分124とを有している。保持容
量1bは、n領域114とポリシリコン層124及びこれ
らの間に介在された酸化シリコン層115によって構成
されている。
The polysilicon layer 120 is selectively formed on one surface of the single crystal silicon plate 111 via the silicon oxide layer 115. Specifically, a pair of n + regions
N region 114 on p-type semiconductor layer 112 exposed between 113
And on the p-type semiconductor layer 112 in the vicinity of the
A portion 123 constituting a part of the gate electrode and the first signal line (scanning signal line) of the S transistor 1a;
And a portion 124 to be the other electrode of the second electrode. The storage capacitor 1b includes an n region 114, a polysilicon layer 124, and a silicon oxide layer 115 interposed therebetween.

【0042】第1の絶縁層130上に形成された第1の
金属層140は、スリット144によって複数個に分割
され、MOSトランジスタ1aと保持容量1bとを接続
する配線141,第2の信号線142,第3の信号線1
43を構成している。配線141は第1の絶縁層130
に設けたコンタクトホール131を貫通して一対のn+
領域113の一方及びポリシリコン層124に、第2の
信号線142は第1の絶縁層130に設けたコンタクト
ホール131を貫通して一対のn+ 領域113の他方
に、それぞれコンタクトしている。また、第2の信号線
142は第1の絶縁層130に設けたコンタクトホール
131を貫通してp型半導体層112にもコンタクトして
いる。
The first metal layer 140 formed on the first insulating layer 130 is divided into a plurality of parts by slits 144, a wiring 141 connecting the MOS transistor 1a and the storage capacitor 1b, and a second signal line. 142, third signal line 1
43. The wiring 141 is the first insulating layer 130
A contact hole 131 provided in the through pair of n +
A second signal line 142 is in contact with one of the regions 113 and the polysilicon layer 124 through a contact hole 131 provided in the first insulating layer 130, and is in contact with the other of the pair of n + regions 113, respectively. Further, the second signal line 142 penetrates the contact hole 131 provided in the first insulating layer 130 and also contacts the p-type semiconductor layer 112.

【0043】第2の金属層160は反射電極となるもの
で、各単位画素と略同形状を有し、各画素毎にスリット
162によって分離された複数個の画素電極161を構
成している。図には記載していないが、画素電極161
は第2の絶縁層150に設けたスルーホール151を介
して配線141とコンタクトしている(図7参照)。従
って、MOSトランジスタのn+ 領域113の一方(ソ
ース領域)は、コンタクトホール131及びスルーホー
ル151により配線141を介して画素電極161に接
続され(図7参照)、画素電極161に与える電圧をM
OSトランジスタ1aによってスイッチングする。
The second metal layer 160 serves as a reflective electrode, has substantially the same shape as each unit pixel, and forms a plurality of pixel electrodes 161 separated by slits 162 for each pixel. Although not shown in the figure, the pixel electrode 161
Are in contact with the wiring 141 via the through holes 151 provided in the second insulating layer 150 (see FIG. 7). Therefore, one (source region) of the n + region 113 of the MOS transistor is connected to the pixel electrode 161 via the contact hole 131 and the through hole 151 via the wiring 141 (see FIG. 7), and the voltage applied to the pixel electrode 161 is set to M.
Switching is performed by the OS transistor 1a.

【0044】ここで、配線141と画素電極161は、
対向基板300の側から液晶ライトバルブに照射される
光に対するMOSトランジスタ1aの遮光と、画素電極
の表面の凹凸を低減するため、共にパターン同士の間隔
を最小にしてその面積が極力大きくなるようレイアウト
している。すなわち、第1の金属層140及び画素電極
161間のスリットの面積をできるだけ小さくし、これ
らスリットから入射する光量を少なくして遮光効果を向
上している。また、第1の金属層140に設けたスリッ
ト144の幅を小さくすることにより、その上に塗布な
どによって形成される第1の絶縁層表面の凹凸、更にそ
の上に形成される第2の金属層表面の凹凸を共に小さく
する、と共に反射電極となる画素電極161の表面の凹
凸を低減する。これにより、液晶ライトバルブに光源か
ら照射された光は画素電極161で乱反射されず、有効
に利用されてスクリーンに投射されるため、明るい画像
を形成することができる。
Here, the wiring 141 and the pixel electrode 161 are
In order to shield the MOS transistor 1a from light radiated to the liquid crystal light valve from the side of the counter substrate 300 and to reduce unevenness on the surface of the pixel electrode, the layout is made such that the space between the patterns is minimized and the area is as large as possible. are doing. That is, the area of the slit between the first metal layer 140 and the pixel electrode 161 is made as small as possible, and the amount of light incident from these slits is reduced to improve the light blocking effect. In addition, by reducing the width of the slit 144 provided in the first metal layer 140, the unevenness of the surface of the first insulating layer formed thereon by coating or the like, and further the second metal formed thereon The unevenness on the surface of the layer is reduced, and the unevenness on the surface of the pixel electrode 161 serving as a reflective electrode is reduced. Accordingly, the light emitted from the light source to the liquid crystal light valve is not irregularly reflected by the pixel electrode 161 and is effectively used and projected on the screen, so that a bright image can be formed.

【0045】図中には一画素の領域が示されている。本
実施例では、2μmの高耐圧プロセスを用い、各画素の
大きさを水平方向,垂直方向ともにそれぞれ64μmと
している。
In the drawing, an area of one pixel is shown. In this embodiment, the size of each pixel is set to 64 μm in both the horizontal and vertical directions using a high breakdown voltage process of 2 μm.

【0046】図5及び図6は、第1の基板100に形成
された各種パターンの平面構造を示す。図5は、シリコ
ン基板110の表面に形成したMOSトランジスタの拡
散層113,保持容量の拡散層114などの拡散層、及
びその上に形成したポリシリコン層120の平面パター
ンを示す。また、図6は図5のパターンの上に第1の絶
縁層130及び第2の絶縁層150を介して形成された
第1の金属層140及び第2の金属層160の平面パタ
ーン、各金属層を電気的に接続するために第1の絶縁層
130及び第2の絶縁層150に形成されたコンタクト
ホール(CONT)131,スルーホール(TC)151の
レイアウトパターンを示す。コンタクトホール131は
拡散層又はポリシリコン層と第1の金属層を、またスル
ーホール151は第1の金属層と第2の金属層をそれぞ
れ接続する。前述の図4は、図5に示すIV−IV線に沿っ
た断面を示す。
FIGS. 5 and 6 show the planar structure of various patterns formed on the first substrate 100. FIG. FIG. 5 shows a planar pattern of a diffusion layer such as a diffusion layer 113 of a MOS transistor and a diffusion layer 114 of a storage capacitor formed on the surface of a silicon substrate 110, and a polysilicon layer 120 formed thereon. FIG. 6 shows a plane pattern of a first metal layer 140 and a second metal layer 160 formed on the pattern of FIG. 5 with a first insulating layer 130 and a second insulating layer 150 interposed therebetween. 4 shows a layout pattern of a contact hole (CONT) 131 and a through hole (TC) 151 formed in a first insulating layer 130 and a second insulating layer 150 for electrically connecting layers. The contact hole 131 connects the diffusion layer or the polysilicon layer to the first metal layer, and the through hole 151 connects the first metal layer and the second metal layer. FIG. 4 described above shows a cross section along the line IV-IV shown in FIG.

【0047】第1の金属層で形成される配線141,第
2の信号線142,第3の信号線143はスリット14
4によって、また、第2の金属層で形成される複数の画
素電極(反射電極)161は同層に形成されたスリット
162によって互いに分離されている。
The wiring 141, the second signal line 142, and the third signal line 143 formed of the first metal layer
4 and a plurality of pixel electrodes (reflection electrodes) 161 formed of the second metal layer are separated from each other by slits 162 formed in the same layer.

【0048】第1の信号線は、MOSトランジスタのポ
リシリコン層123を、第1の金属層で形成される第1
の信号線の金属層部145で互いに接続して形成され
る。両者の接続は、第1の絶縁膜に形成されたコンタク
トホール131を通じてなされる。
A first signal line is formed by forming a polysilicon layer 123 of a MOS transistor from a first metal layer formed of a first metal layer.
And are connected to each other at the metal layer portion 145 of the signal line. The connection between the two is made through a contact hole 131 formed in the first insulating film.

【0049】本発明の液晶ライトバルブは、対向基板3
00側から照射される強力な光を画素電極161で反射
する反射型であり、この反射光の強さを液晶200の状
態で制御している。例えば、液晶200にポリマー分散
型液晶を使用すると、画素電極161の電圧によって、
液晶200は散乱状態から透明状態に変化する。このた
め、各画素の反射率は、液晶200が透明状態のときに
高く、散乱状態のときに低くなる。本ライトバルブは、
この液晶の状態を画素電極161の電圧で制御すること
で映像を表示している。
The liquid crystal light valve of the present invention comprises a counter substrate 3
It is a reflection type in which strong light emitted from the 00 side is reflected by the pixel electrode 161, and the intensity of the reflected light is controlled in the state of the liquid crystal 200. For example, when a polymer-dispersed liquid crystal is used for the liquid crystal 200, the voltage of the pixel electrode 161 causes
The liquid crystal 200 changes from a scattering state to a transparent state. Therefore, the reflectance of each pixel is high when the liquid crystal 200 is in the transparent state and low when the liquid crystal 200 is in the scattering state. This light valve is
An image is displayed by controlling the state of the liquid crystal by the voltage of the pixel electrode 161.

【0050】次に、照射光に対する遮光について説明す
る。半導体のpn接合部に光が照射されると、光電流が
発生する。この光電流が問題となるのは、MOSトラン
ジスタの拡散層113のソース電極部である。このソー
ス電極部に光電流が流れると、保持容量1bに書き込ん
だ電圧が変化し、所定の表示画像が得られなくなる。こ
のため、MOSトランジスタ1aの拡散層113への光
を第1の金属層140と第2の金属層160で遮光して
いる。特に、図4及び図6に示すように、画素電極16
1の電極間スリット162を通過する光は、第3の信号
線143の配線幅を電極間スペースより十分広くとり、
これを電極間スペースの直下に配置することで遮光して
いる。
Next, a description will be given of how light is shielded from irradiation light. When light is applied to a pn junction of a semiconductor, a photocurrent is generated. This photocurrent is a problem in the source electrode portion of the diffusion layer 113 of the MOS transistor. When a photocurrent flows through the source electrode portion, the voltage written to the storage capacitor 1b changes, and a predetermined display image cannot be obtained. Therefore, the light to the diffusion layer 113 of the MOS transistor 1a is shielded by the first metal layer 140 and the second metal layer 160. In particular, as shown in FIGS.
Light passing through the first inter-electrode slit 162 takes the wiring width of the third signal line 143 sufficiently larger than the inter-electrode space,
By arranging this immediately below the space between the electrodes, light is shielded.

【0051】図7は図5,図6におけるVII−VII断面構
造で、MOSトランジスタ1aのソース電極部を垂直方
向に見たものである。画素電極161の電極間スリット
162を通過する光は、画素電極161と対応した配線1
41をスリット162の下まではみ出させるように配置
することで遮光している。
FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIGS. 5 and 6, showing the source electrode portion of the MOS transistor 1a viewed in the vertical direction. Slit between electrodes of pixel electrode 161
The light passing through 162 is transmitted through the wiring 1 corresponding to the pixel electrode 161.
The light is shielded by arranging 41 so as to protrude below the slit 162.

【0052】図8は図5,図6におけるVIII−VIII断面
構造であり、第1の金属層140のスリット部を示す。
この領域には上述の第1の金属層140及び第2の金属
層160によっても遮光されず、第1の金属層に形成さ
れたスリット144と第2の金属層に形成されたスリッ
ト162を通過してシリコン基板110の表面に直接光
が照射される部分が含まれている。この直接光は、配線
141,第2の信号線142,第3の信号線143の各
パターン間のスリットを通り、その下のn+層116に
照射される。保持容量の拡散層114と第3の信号線1
43との接続は、オーミックコンタクトを確保するため
+ 層116を介して行われる。照射光はn+ 層116
とp型のウェル層112のpn接合部で光電流に変換さ
れる。上述のように、このp型のウェル層112とn+
層116は共に第3の信号線(基板給電線)143に接
続され、最下位電圧(VSS)に給電されているので、
pn接合部で発生した光電流は、p型ウェル層を通じて
第3の信号線を流れ消費される。この結果、光電流は、
MOSトランジスタの拡散層113、特にソース領域に
は流れないので、保持容量1bに書き込んだ電圧を安定
にホールドでき、投射ディスプレイのように強力な光が
照射されても、画質の劣化がない。
FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIGS. 5 and 6, showing a slit portion of the first metal layer 140.
In this region, the light is not shielded by the first metal layer 140 and the second metal layer 160, and passes through the slit 144 formed in the first metal layer and the slit 162 formed in the second metal layer. In this case, the surface of the silicon substrate 110 is directly irradiated with light. The direct light passes through slits between the patterns of the wiring 141, the second signal line 142, and the third signal line 143, and irradiates the n + layer 116 thereunder. Diffusion layer 114 of storage capacitor and third signal line 1
The connection with 43 is made via the n + layer 116 to secure an ohmic contact. The irradiation light is the n + layer 116
At the pn junction of the p-type well layer 112. As described above, the p-type well layer 112 and the n +
Since both the layers 116 are connected to the third signal line (substrate feed line) 143 and are supplied with the lowest voltage (VSS),
The photocurrent generated at the pn junction flows through the third signal line through the p-type well layer and is consumed. As a result, the photocurrent is
Since the current does not flow to the diffusion layer 113 of the MOS transistor, particularly to the source region, the voltage written to the storage capacitor 1b can be stably held, and the image quality does not deteriorate even if the light is irradiated as in a projection display.

【0053】また、第1の絶縁層130と第2の絶縁層
150のうち少なくとも1層に光吸収性の絶縁層を用い
ることでも光電流を低減できる。この光吸収性の絶縁層
には、着色したポリイミドなどが使用できる。さらに、
第1の金属層であるアルミニウム層の表面や裏面、又は
第2の金属層であるアルミニウム層の裏面に黒色材料か
らなる層を設け、各配線層と同一形状にパターン化する
ことでも光電流を低減できる。この黒色材料には、酸化
クロム,タンタルオキサイド等が使用できる。
The photocurrent can also be reduced by using a light-absorbing insulating layer for at least one of the first insulating layer 130 and the second insulating layer 150. For this light-absorbing insulating layer, colored polyimide or the like can be used. further,
Photocurrent can also be obtained by providing a layer made of a black material on the front surface or back surface of the aluminum layer serving as the first metal layer or on the back surface of the aluminum layer serving as the second metal layer, and patterning each wiring layer in the same shape. Can be reduced. For this black material, chromium oxide, tantalum oxide, or the like can be used.

【0054】次に、保持容量1bへの充電速度について
説明する。上述のように、第2の信号線142はMOS
トランジスタの拡散層113のドレイン領域に、また第
3の信号線143は保持容量の拡散層114及びp型ウ
ェル層112にそれぞれコンタクトホール131を介し
て接続されている。このような素子構造により、保持容
量1bに充電するときの電流経路は第2の信号線142
→MOSトランジスタ1a→保持容量1b→第3の信号
線143となる。第2の信号線142と第3の信号線1
43は、互いに平行になるように配置されている。従っ
て、第2の信号線と第3の信号線を流れる電流は互いに
逆向きになるため、両配線が外部に形成する磁界は互い
に打ち消しあい、配線のインダクタンスが小さくなる。
また、第2の信号線と第3の信号線に金属配線層を用い
たことで配線抵抗が低減される。以上のような構成によ
り、充電時における配線部のインピーダンスが小さくな
り、保持容量への映像信号の書き込みを高速にできる。
Next, the charging speed of the storage capacitor 1b will be described. As described above, the second signal line 142 is
The third signal line 143 is connected to the drain region of the transistor diffusion layer 113 and the storage capacitor diffusion layer 114 and the p-type well layer 112 via contact holes 131, respectively. With such an element structure, the current path when charging the storage capacitor 1b is connected to the second signal line 142.
→ MOS transistor 1a → storage capacitor 1b → third signal line 143. The second signal line 142 and the third signal line 1
43 are arranged so as to be parallel to each other. Therefore, the currents flowing through the second signal line and the third signal line are opposite to each other, and the magnetic fields formed outside by the two wirings cancel each other, and the inductance of the wirings is reduced.
Further, the wiring resistance is reduced by using the metal wiring layers for the second signal line and the third signal line. With the above configuration, the impedance of the wiring portion during charging is reduced, and writing of a video signal to the storage capacitor can be performed at high speed.

【0055】次に、図9,図10を用いて本発明の液晶
ライトバルブの他の実施例を説明する。図4〜図8に示
した実施例と異なるのは、金属層を3層構造にして、配
線141と反射電極となる画素電極の間に別の遮光層を
設けている点である。ただし、図5に示す画素回路の拡
散層とポリシリコン層のパターンは前の実施例と同じで
ある。
Next, another embodiment of the liquid crystal light valve according to the present invention will be described with reference to FIGS. The difference from the embodiments shown in FIGS. 4 to 8 is that the metal layer has a three-layer structure, and another light-shielding layer is provided between the wiring 141 and the pixel electrode serving as the reflective electrode. However, the patterns of the diffusion layer and the polysilicon layer of the pixel circuit shown in FIG. 5 are the same as in the previous embodiment.

【0056】図9は本実施例の液晶ライトバルブの断面
図である。本実施例では、第2の信号線142,第3の
信号線143,配線141を形成した第1の金属層14
0の上に第1の絶縁層150を介して遮光層163及び
中間電極164を形成した第2の金属層を設け、さらに
その上に第2の絶縁層170を介して画素電極(反射電
極)181を設けている。遮光層163と中間電極16
4はスリット162で、また画素電極同士はスリット1
82で互いに隔てられている。MOSトランジスタの拡
散層113のソース領域はスルーホール131によって
配線141と、配線141はスルーホール151によっ
て中間電極164と、そして中間電極164はスルーホ
ール171によって画素電極181とそれぞれ接続され
る。画素電極に与えられる電圧は、MOSトランジスタ
1aによってスイッチングされる。
FIG. 9 is a sectional view of the liquid crystal light valve of this embodiment. In the present embodiment, the first metal layer 14 on which the second signal line 142, the third signal line 143, and the wiring 141 are formed is formed.
0, a second metal layer on which a light-shielding layer 163 and an intermediate electrode 164 are formed via a first insulating layer 150 is provided, and a pixel electrode (reflective electrode) is further provided thereon via a second insulating layer 170. 181 are provided. Light shielding layer 163 and intermediate electrode 16
4 is a slit 162, and pixel electrodes are connected to the slit 1
They are separated from each other at 82. The source region of the diffusion layer 113 of the MOS transistor is connected to the wiring 141 by the through hole 131, the wiring 141 is connected to the intermediate electrode 164 by the through hole 151, and the intermediate electrode 164 is connected to the pixel electrode 181 by the through hole 171. The voltage applied to the pixel electrode is switched by the MOS transistor 1a.

【0057】図10は第1の金属層140,第2の金属
層160及び第3の金属層180における各パターンの
平面構造を示す。図9は図10におけるIX−IX断面図で
ある。
FIG. 10 shows the planar structure of each pattern in the first metal layer 140, the second metal layer 160, and the third metal layer 180. FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.

【0058】図9,図10から分かるように、最上層の
第3の金属層180で形成された画素電極181の電極
間スリット182から入射する光は第2の金属層160
で形成された遮光層163で完全に遮断される。すなわ
ち、対向基板300側から見た場合、第3の金属層18
0に形成されたスリット182及び第2の金属層160に
形成されたスリット162は互いにオーバーラップする
ことなくずれて配置されているので、第2の基板300
側から入射した光は第3の金属層または第2の金属層の
いずれかで反射されてシリコン基板110には到達しな
い。
As can be seen from FIGS. 9 and 10, light incident from the inter-electrode slit 182 of the pixel electrode 181 formed by the uppermost third metal layer 180 is reflected by the second metal layer 160.
The light is completely shielded by the light-shielding layer 163 formed by the above. That is, when viewed from the counter substrate 300 side, the third metal layer 18
The slit 182 formed in the first substrate 300 and the slit 162 formed in the second metal layer 160 are shifted from each other without overlapping each other.
Light incident from the side is reflected by either the third metal layer or the second metal layer and does not reach the silicon substrate 110.

【0059】以上のように、本実施例では第2の基板側
から入射する光を第1の基板の上層に設けた第2の金属
層及び第3の金属層で遮断した。入射光がシリコン基板
に達するのを防止するには、第1の金属層,第2の金属
層及び第3の金属層のそれぞれに形成されるスリット部
が互いにオーバーラップすることがないようずらせて配
置すればよい。
As described above, in this embodiment, light incident from the second substrate side is blocked by the second metal layer and the third metal layer provided on the first substrate. In order to prevent the incident light from reaching the silicon substrate, the slits formed in the first metal layer, the second metal layer, and the third metal layer are shifted so as not to overlap each other. It should just be arranged.

【0060】また、図9,図10の構成において、第1
の絶縁層130,第2の絶縁層150,第3の絶縁層17
0のうち少なくとも1層に光吸収性の絶縁層を用いるこ
とでも光電流を低減できる。この光吸収性の絶縁層に
は、着色したポリイミドなどが使用できる。さらに、第
1の金属層140,第2の金属層160,第3の金属層
180の少なくとも1層の裏面又は表面に黒色材料の層
を設け、各金属層と同一の形状にパターン化することで
も光電流を低減できる。この黒色の材料には、酸化クロ
ム,タンタルオキサイド等が使用できる。
In the configuration shown in FIGS. 9 and 10, the first
Insulating layer 130, second insulating layer 150, third insulating layer 17
The photocurrent can also be reduced by using a light-absorbing insulating layer for at least one of 0 layers. For this light-absorbing insulating layer, colored polyimide or the like can be used. Further, a black material layer is provided on the back or front surface of at least one of the first metal layer 140, the second metal layer 160, and the third metal layer 180, and is patterned into the same shape as each metal layer. However, the photocurrent can be reduced. Chromium oxide, tantalum oxide, or the like can be used for this black material.

【0061】次に、本発明の液晶ライトバルブの実装に
ついて説明する。図11と図12はセラミック基板上に
実装した液晶ライトバルブの平面構造と断面構造の一例
を示している。
Next, mounting of the liquid crystal light valve of the present invention will be described. 11 and 12 show an example of a planar structure and an example of a sectional structure of a liquid crystal light valve mounted on a ceramic substrate.

【0062】前述の単結晶シリコン基板の表面に画素回
路,水平走査回路,垂直走査回路などを形成した第1の
基板100は、回路部を上にして導電性ペーストでセラ
ミック基板500に接着される。第1の基板100と、
これと対向して設けた第2の基板300との間には液晶
200を挾持する。液晶200はその周辺部に設けたシ
ール材510によってシールされ、外界の湿度などから
保護される。
The first substrate 100 in which the pixel circuit, the horizontal scanning circuit, the vertical scanning circuit, etc. are formed on the surface of the above-mentioned single crystal silicon substrate is adhered to the ceramic substrate 500 with a conductive paste with the circuit portion facing upward. . A first substrate 100;
The liquid crystal 200 is interposed between the liquid crystal 200 and a second substrate 300 provided opposite thereto. The liquid crystal 200 is sealed by a seal member 510 provided on the periphery thereof, and is protected from external humidity and the like.

【0063】第1の基板の周辺部に設けた信号端子は、
ワイヤボンデングでセラミック基板上に形成した配線パ
ターンと接続される。また、第2の基板300の表面に
設けた対向電極302とセラミック基板上の配線パター
ンとの接続には導電性ペースト530を用いている。第
1の基板上のワイヤボンデング位置は、図11に示すよ
うに同基板の上辺部と左辺部とし、第2の基板表面の対
向電極とのコンタクト位置は右辺部としている。ワイヤ
ボンデング位置を2辺以下にすることで各基板とワイヤ
ボンデング部の距離を小さくできる。
The signal terminals provided on the periphery of the first substrate are:
It is connected to the wiring pattern formed on the ceramic substrate by wire bonding. In addition, a conductive paste 530 is used to connect the counter electrode 302 provided on the surface of the second substrate 300 to the wiring pattern on the ceramic substrate. As shown in FIG. 11, the wire bonding position on the first substrate is the upper side and the left side of the same substrate, and the contact position of the second substrate surface with the counter electrode is the right side. By setting the wire bonding position to two sides or less, the distance between each substrate and the wire bonding portion can be reduced.

【0064】フレキシブルプリント基板550は半田5
40によってセラミック基板500の配線パターンと接
続され、液晶ライトバルブの制御信号を供給する。
The flexible printed board 550 is made of solder 5
It is connected to the wiring pattern of the ceramic substrate 500 by 40 and supplies a control signal for the liquid crystal light valve.

【0065】図13は本発明の液晶ライトバルブを適用
した投射型ディスプレイの構成を示す。本投射型ディス
プレイは、光源700,第1のレンズ710,ミラー7
20,第2のレンズ730,液晶ライトバルブ740,
投射レンズ750,スクリーン760で構成される。光
源700からの光は第1のレンズ710でミラー720の
位置に集光される。この光は第1のレンズ730で平行
光とされ、液晶ライトバルブ740に照射される。液晶
ライトバルブでは照射された光の反射状態を各液晶画素
に印加する電圧によって制御し、液晶ライトバルブから
の反射光を第1のレンズ730と投射レンズ750を介
して、スクリーン760に拡大投影して画像を形成す
る。
FIG. 13 shows the configuration of a projection display to which the liquid crystal light valve of the present invention is applied. The projection type display comprises a light source 700, a first lens 710, a mirror 7
20, a second lens 730, a liquid crystal light valve 740,
It comprises a projection lens 750 and a screen 760. The light from the light source 700 is focused on the mirror 720 by the first lens 710. This light is converted into parallel light by the first lens 730 and applied to the liquid crystal light valve 740. In the liquid crystal light valve, the reflection state of the irradiated light is controlled by a voltage applied to each liquid crystal pixel, and the reflected light from the liquid crystal light valve is enlarged and projected on the screen 760 via the first lens 730 and the projection lens 750. To form an image.

【0066】また、光源からの光束を光の3原色の3つ
の光束に分解し、それぞれの光束に対して液晶ライトバ
ルブを設け、3つの液晶ライトバルブからの反射光を再
び合成、拡大投射することによりカラー表示の投射型デ
ィスプレイを得ることができる。光の3原色への分解、
3つの液晶ライトバルブからの反射光の合成は、例えば
ダイクロイックミラーを用いて同時に行うことができ
る。
Further, the light beam from the light source is decomposed into three light beams of three primary colors, and a liquid crystal light valve is provided for each light beam. The reflected light from the three liquid crystal light valves is again synthesized and enlarged and projected. Thus, a color projection display can be obtained. Decomposition of light into three primary colors,
The combination of the reflected lights from the three liquid crystal light valves can be performed simultaneously using, for example, a dichroic mirror.

【0067】以上、単結晶シリコン基板を用いた液晶ラ
イトバルブ、及びこれを用いた投射型ディスプレイにつ
いて説明したが、本発明は単結晶シリコン基板のかわり
に絶縁基板上に半導体層を形成した基板や化合物半導体
基板を用いても可能であることは言うまでもない。
Although the liquid crystal light valve using the single crystal silicon substrate and the projection type display using the same have been described above, the present invention relates to a substrate in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate instead of a single crystal silicon substrate. Needless to say, it is possible to use a compound semiconductor substrate.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明によれば、MOSトランジスタな
ど能動素子を形成したシリコンなどの半導体基板を用い
た液晶ライトバルブ及びそれを用いた投射型ディスプレ
イにおいて、画素回路部の半導体表面を金属配線層によ
る信号線や画素電極など複数の遮光層で遮光し、さらに
金属配線層による信号線や画素電極などで遮光できない
光は基準電位に接続した半導体基板の拡散層に照射され
るように配置したので、画素回路部の能動素子に流れる
光電流を大幅に低減できる。さらに、各画素に映像信号
を供給する信号線と基板給電線に金属配線を用い、これ
らを互いに平行に配置したので、信号線のインピーダン
スを低減でき画素への信号の書き込みを高速にできる。
これらの結果、光輝度で、高精細な投射型ディスプレイ
に適用可能な液晶ライトバルブ、及びこれを用いた投射
型ディスプレイが実現できる。
According to the present invention, in a liquid crystal light valve using a semiconductor substrate of silicon or the like on which an active element such as a MOS transistor is formed and a projection type display using the same, the semiconductor surface of the pixel circuit portion is formed by a metal wiring layer. The light is blocked by a plurality of light-blocking layers such as signal lines and pixel electrodes, and the light that cannot be blocked by the signal lines and pixel electrodes by a metal wiring layer is arranged so as to irradiate the diffusion layer of the semiconductor substrate connected to the reference potential. In addition, the photocurrent flowing through the active element of the pixel circuit can be greatly reduced. Further, metal wiring is used for a signal line for supplying a video signal to each pixel and a substrate power supply line, and these are arranged in parallel with each other. Therefore, the impedance of the signal line can be reduced, and writing of a signal to a pixel can be performed at high speed.
As a result, it is possible to realize a liquid crystal light valve applicable to a high-definition projection display with light brightness and a projection display using the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】液晶ライトバルブの回路構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal light valve.

【図2】液晶ライトバルブの動作を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the liquid crystal light valve.

【図3】液晶ライトバルブを構成する走査回路の詳細回
路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a detailed circuit of a scanning circuit constituting the liquid crystal light valve.

【図4】本発明の液晶ライトバルブの一実施例における
断面図(図5,図6のIV−IV断面図)である。
FIG. 4 is a sectional view (a sectional view taken along line IV-IV in FIGS. 5 and 6) of the liquid crystal light valve according to the embodiment of the present invention;

【図5】本発明の液晶ライトバルブの一実施例における
画素回路の拡散層及びポリシリコン層のレイアウト図で
ある。
FIG. 5 is a layout diagram of a diffusion layer and a polysilicon layer of a pixel circuit in one embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図6】本発明の液晶ライトバルブの一実施例における
画素回路の第1の金属層,第2の金属層のレイアウト図
である。
FIG. 6 is a layout diagram of a first metal layer and a second metal layer of a pixel circuit in one embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図7】図5,図6のVII−VII断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIGS. 5 and 6;

【図8】図5,図6のVIII−VIII断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in FIGS. 5 and 6;

【図9】本発明の液晶ライトバルブの他の実施例におけ
る断面図(図10のIX−IX断面図)である。
FIG. 9 is a sectional view (IX-IX sectional view of FIG. 10) of another embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図10】本発明の液晶ライトバルブの他の実施例にお
ける画素回路の第1の金属層,第2の金属層及び第3の
金属層のレイアウト図である。
FIG. 10 is a layout diagram of a first metal layer, a second metal layer, and a third metal layer of a pixel circuit in another embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

【図11】セラミック基板上に実装した液晶ライトバル
ブの平面構造を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a planar structure of a liquid crystal light valve mounted on a ceramic substrate.

【図12】セラミック基板上に実装した液晶ライトバル
ブの断面構造を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal light valve mounted on a ceramic substrate.

【図13】液晶ライトバルブを適用した投射型ディスプ
レイの構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a projection display to which a liquid crystal light valve is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画素回路、1a…MOSトランジスタ、1b…保持
容量、1c…液晶容量、2…サンプル回路、3…水平走
査回路、4…垂直走査回路、5…ANDゲート、6,7
…遮光層、100…第1の基板、110…シリコン基
板、120…ポリシリコン層、130…第1の絶縁層、
140…第1の金属層、150…第2の絶縁層、160
…第2の金属層、170…第3の絶縁層、180…第3
の金属層、200…液晶、300…第2の基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pixel circuit, 1a ... MOS transistor, 1b ... Storage capacity, 1c ... Liquid crystal capacity, 2 ... Sample circuit, 3 ... Horizontal scanning circuit, 4 ... Vertical scanning circuit, 5 ... AND gate, 6, 7
... light shielding layer, 100 ... first substrate, 110 ... silicon substrate, 120 ... polysilicon layer, 130 ... first insulating layer,
140 ... first metal layer, 150 ... second insulating layer, 160
... second metal layer, 170 ... third insulating layer, 180 ... third
Metal layer of 200, liquid crystal, 300: second substrate.

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年1月4日(2001.1.4)[Submission date] January 4, 2001 (2001.1.14)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 21/00 G03B 21/00 E G09F 9/30 338 G09F 9/30 338 340 340 G09G 3/20 621 G09G 3/20 621M 621F 680 680C 680G 3/36 3/36 H04N 5/74 H04N 5/74 K (72)発明者 星野 稔 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 森 祐二 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小村 真一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 長江 慶治 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 永田 徹也 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 有本 昭 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 早坂 昭夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 勝山 一郎 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G03B 21/00 G03B 21/00 E G09F 9/30 338 G09F 9/30 338 340 340 G09G 3/20 621 G09G 3/20 621M 621F 680 680C 680G 3/36 3/36 H04N 5/74 H04N 5/74 K (72) Inventor Minoru Hoshino 1-1-1, Omikamachi, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yuji Mori 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Shinichi Komura 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research, Ltd. In-house (72) Inventor Keiji Nagae 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Tetsuya Nagata 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Co., Ltd. Hitachi Research Laboratory, Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Akira Arimoto 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Akio Hayasaka 3300 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Within Hitachi, Ltd.Electronic Device Division (72) Inventor Ichiro Katsuyama 5-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の表面にマトリクス状に形成された複
数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 前記第2の金属層上に絶縁層を介して形成され、第3の
スリットで複数個に分割された第3の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
3の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第3の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記第1のスリット,第2のスリット及び第3のスリッ
トは前記対向基板側から入射した光が半導体基板に達す
るのを防止するために半導体基板の一方の表面と平行な
方向に互いにずれて配置されている液晶ライトバルブ。
1. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and a plurality of switching element regions formed on one surface of the semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween. A first metal layer divided into a plurality of pieces, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer, and divided into a plurality of pieces by a second slit, A third metal layer formed on the metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of parts by a third slit; and a counter electrode on one surface, wherein the counter electrode side is the third metal layer. And a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and a third metal layer, the first slit, the second slit, and the third slit. Prevents light incident from the opposite substrate side from reaching the semiconductor substrate. Liquid crystal light valves are disposed offset from one another in a direction parallel to the one surface of the semiconductor substrate in order.
【請求項2】一方の表面にマトリクス状に形成された複
数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
2の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第2の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記対向基板側から第1のスリット及び第2のスリット
を通して入射した光が半導体基板に達する場所に基準電
位に接続した半導体領域を設けた液晶ライトバルブ。
2. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and a plurality of switching element regions formed on one surface of the semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween. A first metal layer divided into individual pieces, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer, and divided into a plurality of pieces by a second slit, A counter substrate having a counter electrode, the counter electrode side facing the second metal layer with a gap, and a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the second metal layer. A liquid crystal light valve having a semiconductor region connected to a reference potential at a position where light incident from the counter substrate side through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate.
【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、前記半導体基板の一方の表面に前記スイッチング素
子領域の各々に対応して容量素子領域を設け、前記スイ
ッチング素子領域の基板電位領域および前記容量素子領
域に基板電位を供給する基板給電線を前記金属層のいず
れかで形成した液晶ライトバルブ。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a capacitor element region is provided on one surface of the semiconductor substrate in correspondence with each of the switching element regions, and a substrate potential region of the switching element region is provided. A liquid crystal light valve in which a substrate power supply line for supplying a substrate potential to the capacitive element region is formed of any of the metal layers.
【請求項4】特許請求の範囲第3項において、前記スイ
ッチング素子領域の映像信号入力端子部に映像信号を供
給する映像信号線を前記金属層のいずれかで形成し、前
記基板給電線と映像信号線を互いに平行に配置した液晶
ライトバルブ。
4. A video signal line for supplying a video signal to a video signal input terminal portion of said switching element region, wherein said video signal line is formed of any one of said metal layers, A liquid crystal light valve with signal lines arranged parallel to each other.
【請求項5】特許請求の範囲第3項において、前記スイ
ッチング素子領域にMOSトランジスタ、前記容量素子
領域にMOS容量を形成した液晶ライトバルブ。
5. A liquid crystal light valve according to claim 3, wherein a MOS transistor is formed in said switching element region and a MOS capacitor is formed in said capacitance element region.
【請求項6】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、前記第1の金属層,第2の金属層または第3の金属
層の少なくとも一方の面に黒色層を設けた液晶ライトバ
ルブ。
6. The liquid crystal light valve according to claim 1, wherein a black layer is provided on at least one surface of the first metal layer, the second metal layer, or the third metal layer. .
【請求項7】特許請求の範囲第2項において、前記対向
基板側から第1のスリット及び第2のスリットを通して
入射した光が半導体基板に達する場所にN型領域及びこ
れと接するP型領域を設け、前記N型領域とP型領域を
共に基準電位に接続した液晶ライトバルブ。
7. An N-type region and a P-type region in contact with the semiconductor substrate according to claim 2, wherein light incident from the counter substrate through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate. A liquid crystal light valve, wherein the N-type region and the P-type region are both connected to a reference potential.
【請求項8】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、前記半導体基板の一方の表面に前記複数個のスイッ
チング素子領域に信号を供給する信号回路の領域を設け
た液晶ライトバルブ。
8. A liquid crystal light valve according to claim 1, wherein a signal circuit area for supplying a signal to said plurality of switching element areas is provided on one surface of said semiconductor substrate.
【請求項9】特許請求の範囲第8項において、前記信号
回路は、前記複数個のスイッチング素子領域に映像信号
を供給する回路及びスイッチング素子の制御信号を供給
する回路である液晶ライトバルブ。
9. A liquid crystal light valve according to claim 8, wherein said signal circuit is a circuit for supplying a video signal to said plurality of switching element regions and a circuit for supplying a control signal for the switching element.
【請求項10】特許請求の範囲第8項において、前記信
号回路は高耐圧CMOSトランジスタと低耐圧CMOS
トランジスタで構成される液晶ライトバルブ。
10. The signal circuit according to claim 8, wherein said signal circuit includes a high-voltage CMOS transistor and a low-voltage CMOS transistor.
Liquid crystal light valve composed of transistors.
【請求項11】特許請求の範囲第8項において、前記半
導体基板の一方の表面で、前記信号回路の領域の周辺部
に基板電位に接続した基板給電領域を設けた液晶ライト
バルブ。
11. A liquid crystal light valve according to claim 8, wherein a substrate power supply region connected to a substrate potential is provided on one surface of said semiconductor substrate and around a region of said signal circuit.
【請求項12】一方の表面にマトリクス状に形成された
複数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 前記第2の金属層上に絶縁層を介して形成され、第3の
スリットで複数個に分割された第3の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
3の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第3の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記第1のスリット,第2のスリット及び第3のスリッ
トは前記対向基板側から入射した光が半導体基板に達す
るのを防止するために半導体基板の一方の表面と平行な
方向にずれて配置された液晶ライトバルブと、 前記液晶ライトバルブに前記対向基板側から照射される
光を供給する光源と、 前記液晶ライトバルブからの反射光を拡大投射する光学
系とを備えた投射型ディスプレイ。
12. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and a plurality of switching element regions formed on one surface of the semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween. A first metal layer divided into a plurality of pieces, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer, and divided into a plurality of pieces by a second slit, A third metal layer formed on the metal layer via an insulating layer and divided into a plurality of parts by a third slit; and a counter electrode on one surface, wherein the counter electrode side is the third metal layer. And a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and a third metal layer, the first slit, the second slit, and the third slit. Prevents light incident from the counter substrate side from reaching the semiconductor substrate A liquid crystal light valve arranged to be shifted in a direction parallel to one surface of the semiconductor substrate, a light source for supplying light to the liquid crystal light valve from the counter substrate side, A projection type display including an optical system for expanding and projecting reflected light.
【請求項13】一方の表面にマトリクス状に形成された
複数個のスイッチング素子領域を有する半導体基板と、 前記半導体基板の一方の表面上に絶縁層を介して形成さ
れ、第1のスリットで複数個に分割された第1の金属層
と、 前記第1の金属層上に絶縁層を介して形成され、第2の
スリットで複数個に分割された第2の金属層と、 一方の表面に対向電極を有し、前記対向電極側が前記第
2の金属層に間隙を有して対向する対向基板と、 前記対向電極と第2の金属層との間の間隙に充填された
液晶とからなり、 前記対向基板側から第1のスリット及び第2のスリット
を通して入射した光が半導体基板に達する場所に基準電
位に接続した半導体領域を設けた液晶ライトバルブと、 前記液晶ライトバルブに前記対向基板側から照射される
光を供給する光源と、前記液晶ライトバルブからの反射
光を拡大投射する光学系とを備えた投射型ディスプレ
イ。
13. A semiconductor substrate having a plurality of switching element regions formed in a matrix on one surface, and a plurality of switching element regions formed on one surface of the semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween. A first metal layer divided into individual pieces, a second metal layer formed on the first metal layer via an insulating layer, and divided into a plurality of pieces by a second slit, A counter substrate having a counter electrode, the counter electrode side facing the second metal layer with a gap, and a liquid crystal filled in a gap between the counter electrode and the second metal layer. A liquid crystal light valve provided with a semiconductor region connected to a reference potential at a position where light incident from the counter substrate side through the first slit and the second slit reaches the semiconductor substrate; Light emitted from A light source for supplying a projection type display and an optical system for enlarging and projecting the reflected light from the liquid crystal light valve.
【請求項14】特許請求の範囲第12項または第13項
において、前記半導体基板の一方の表面に前記スイッチ
ング素子領域の各々に対応して容量素子領域を設け、前
記スイッチング素子領域の基板電位領域および前記容量
素子領域に基板電位を供給する基板給電線を前記金属層
のいずれかで形成した投射型ディスプレイ。
14. A semiconductor device according to claim 12, wherein a capacitance element region is provided on one surface of said semiconductor substrate in correspondence with each of said switching element regions, and a substrate potential region of said switching element region is provided. And a projection type display in which a substrate feed line for supplying a substrate potential to the capacitive element region is formed of any of the metal layers.
【請求項15】特許請求の範囲第12項または第13項
において、前記半導体基板の一方の表面に前記複数個の
スイッチング素子領域に信号を供給する信号回路の領域
を設けた投射型ディスプレイ。
15. A projection display according to claim 12, wherein a signal circuit area for supplying a signal to said plurality of switching element areas is provided on one surface of said semiconductor substrate.
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